基于云平臺的果園水肥精準(zhǔn)管理系統(tǒng)介紹

一年之計(jì)在于春。眼下正是蘋果樹水肥管理的關(guān)鍵時節(jié)，在寧陽縣葛石鎮(zhèn)寧莊嶺村的萬林新生態(tài)蘋果示范園里，今年的場景卻跟往年大不相同：果園里空無一人，智能化設(shè)施在果園里大顯身手，自動澆水設(shè)備隨處可見，整套動作一氣呵成，開啟了無人化蘋果春管模式。專家遠(yuǎn)程在線指導(dǎo)、可視化管理，云端平臺讓農(nóng)事生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，成為今春果園管理的新亮點(diǎn)。

“智能化管理系統(tǒng)幫了大忙，省工省時效率高，節(jié)水節(jié)肥成本低?！惫麍@負(fù)責(zé)人劉萬林介紹，這片智能化果園有1500多畝，除了采摘季節(jié)，平時要幾十人管理。在安裝了智慧果園云平臺系統(tǒng)后，足不出戶就可以監(jiān)控果園的環(huán)境信息、氣象信息、果樹的生長情況，還具有對病蟲害和災(zāi)害輔助預(yù)警功能。

這套水肥精準(zhǔn)管理的云平臺系統(tǒng)，是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院王金星教授團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)設(shè)計(jì)的智慧果園管理系統(tǒng)技術(shù)成果之一。作為國家蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系智能化生產(chǎn)崗位科學(xué)家項(xiàng)目和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題，這套云端系統(tǒng)集成了團(tuán)隊(duì)多年的研究成果，以基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的“智慧果業(yè)系統(tǒng)”建設(shè)為統(tǒng)領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)和管理的統(tǒng)一，突破蘋果智能化生產(chǎn)關(guān)鍵共性技術(shù)，全方位實(shí)現(xiàn)種植生產(chǎn)作業(yè)遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)管，提升生產(chǎn)管理作業(yè)效率，確保果園的智慧生產(chǎn)管控能力。

“3月上中旬，在蘋果樹根系第一次生長高峰到來之前，要進(jìn)行追肥灌水，這個時期追肥應(yīng)以氮肥為主，以磷、鉀肥為輔，并配合施用一些微肥。”王金星說，“根據(jù)系統(tǒng)采集的土地肥力、樹體營養(yǎng)、氣候參數(shù)、土壤墑情等基本情況，結(jié)合預(yù)期產(chǎn)量制訂果樹管理最佳水肥方案，通過精準(zhǔn)的配肥系統(tǒng)、水肥一體化灌溉管路系統(tǒng)，可以將水肥精準(zhǔn)施到每一棵果樹上。”

這幾天，團(tuán)隊(duì)里的王冉冉、劉雙喜正在忙著調(diào)試太陽能智能小型氣象站和云攝像頭。他們告訴記者，這些就是智慧果園的“眼睛”，能時刻觀察果園的水肥含量和果樹的水肥需求，并通知遠(yuǎn)在云端的“大腦”，對灌溉和施肥策略及時作出調(diào)整，再下達(dá)指令讓泵站自動精準(zhǔn)化運(yùn)行。

據(jù)了解，團(tuán)隊(duì)建立的基于云平臺的果園水肥精準(zhǔn)管理模型，依據(jù)養(yǎng)分平衡法，以果樹目標(biāo)產(chǎn)量、土壤養(yǎng)分含量、肥料利用率和肥料養(yǎng)分含量等四個參數(shù)作為輸入?yún)?shù)，計(jì)算果園年周期內(nèi)氮、磷、鉀肥的施肥總量，分析不同樹齡的果樹在年周期內(nèi)生長特點(diǎn)和需肥規(guī)律，劃分施肥時期。根據(jù)果樹不同生長時期需肥量將施肥總量分配到各個施肥時期，制定合理的施肥制度，建立基礎(chǔ)施肥模型。另外，還使用葉片營養(yǎng)診斷技術(shù)檢測果樹葉片中氮、磷、鉀三種元素的含量，診斷果樹在每個生長階段對氮磷鉀肥料的需求狀態(tài)，對基礎(chǔ)施肥模型進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

果園現(xiàn)場管理人員張軍剛介紹，過去除草、施肥、澆水、打農(nóng)藥等果園管理工作幾乎全部依賴傳統(tǒng)人工做，1500畝的蘋果園需要請大量的勞動力，耗時費(fèi)力且用藥損耗大?，F(xiàn)在果園實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、智能化作業(yè)全程覆蓋，只要設(shè)定好參數(shù)，水肥設(shè)備就能自動運(yùn)轉(zhuǎn)，工作人員相互接觸的頻率大大降低，在疫情期間也可以保證安全生產(chǎn)。
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